Chemical Reaction Engineering Module

Neue Anwendung: „Membrane Dialysis“

Die Dialyse ist eine weit verbreitete Methode zur Trennung von chemischen Stoffen. Ein Beispiel für die Anwendung dieser Methode ist die Hämodialyse bei Nierenversagen. Bei der Dialyse dürfen nur bestimmte Komponenten eine Membran passieren, wobei die Durchlässigkeit von der Molekülgröße und Löslichkeit abhängt.

Mit der Dialyseanwendung wird das Verfahren zur Verringerung der Kontaminationskonzentration in einem Fluid simuliert. Der Dialysator besteht aus einem Hohlfasermodul. Die Hohlfaserwände fungieren als Membran, mit der die Verunreinigungen herausgefiltert werden.

Anhand der Simulationsergebnisse können Sie geeignete Membranmaterialien, Faserabmessungen und Betriebsbedingungen bestimmen.

Die Dialyseanwendung mit dargestellter Kontaminationskonzentration in den Fasern. Die Dialyseanwendung mit dargestellter Kontaminationskonzentration in den Fasern.

Die Dialyseanwendung mit dargestellter Kontaminationskonzentration in den Fasern.

Neue Anwendung: „Liquid Chromatography“

Die Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC: High-Performance Liquid Chromatography) wird häufig angewendet, um eine chemische Verbindung in einem Gemisch zu separieren, zu identifizieren und zu quantifizieren. Die HPLC-Methode wird in der pharmazeutischen, Biotech- und Lebensmittelindustrie angewendet.

Mit der „Liquid Chromatography“-Anwendung können Sie die Trennung von zwei Stoffen in einer Flüssigkeitschromatographiesäule simulieren.

Mit Simulationen können Designelemente von Chromatographiesäulen und Komponententrennungsdetails genau bestimmt werden. Sie können die Länge und Porosität der Säule und die spezifischen Bedingungen der beiden Komponenten, einschließlich der Langmuir-Isotherme, ermitteln. All diese Größen können in der Anwendung geändert werden.

Die Flüssigkeitschromatografieanwendung mit dargestellter Konzentration von beiden Komponenten bei 120 Sekunden. Die Flüssigkeitschromatografieanwendung mit dargestellter Konzentration von beiden Komponenten bei 120 Sekunden.

Die Flüssigkeitschromatografieanwendung mit dargestellter Konzentration von beiden Komponenten bei 120 Sekunden.

Änderbare Reaktionsgeschwindigkeiten in den Spezies-Knoten

Bei COMSOL Multiphysics Version 5.2 können Sie die Reaktionsgeschwindigkeit von einzelnen Stoffen direkt im Spezies-Knoten des Interfaces Reaktionstechnik ändern. Ein eingegebener Ausdruck überschreibt den durch die Reaktionen festgelegten Geschwindigkeitswert, der standardmäßig dem Massenwirkungsgesetz folgt. In älteren Softwareversionen wurden die Reaktionsgeschwindigkeiten in der Gleichungsansicht geändert, welche zusätzliche Kompensationsquellen erfordern konnten.

Neue Formen für katalytische Partikel bei der Funktion Reaktives Pelletbett

Mit der Funktion Reaktives Pelletbett können Sie nun auch Formen für nicht sphärische katalytische Pellets festlegen. Neben Kugeln stehen Zylinder, Flakes und benutzerdefinierte Pelletformen zur Verfügung.

Das Einstellungsfenster Reaktives Pelletbett mit den neuen Pelletformoptionen.

Das Einstellungsfenster Reaktives Pelletbett mit den neuen Pelletformoptionen.

Das Einstellungsfenster Reaktives Pelletbett mit den neuen Pelletformoptionen.

Verbesserter Import von Versuchsdaten zur Parameterschätzung

Die Funktion Experiment des Interfaces Reaktionstechnik kann die Einheit der importierten Daten, die zur Parameterschätzung verwendet werden, konvertieren. Mit der Option Gewicht können Sie jeden Datentyp für den Optimierungsvorgang gewichten.

Verbesserte Gleichgewichtsreaktionsfunktionen

Für Gleichgewichtsreaktionen im Interface Reaktiontechnik wurde das Kontrollkästchen Negative Konzentrationen unterdrücken eingeführt, das nützlich bei der Lösung von Gleichgewichtssystemen ist. Wenn dieses Kontrollkästchen markiert ist, werden als Lösung für die Gleichgewichtsbedingung keine negativen Werte für Konzentrationen akzeptiert.

Einheiten für Mol- und Millimolkonzentrationen

Für Konzentrationen wurden die Einheiten Mol (M (Mol/l)) und Millimol (mM (mMol/l)) hinzugefügt (zusätzlich zur SI-Einheit Mol/m3).

Neue Übung: „Fermentation in Beer Brewing“

Bei der Gärung von Bier bilden sich Alkohol und verschiedene Aromen, wenn Zucker durch Hefe umgewandelt wird.

Bei dieser Übung wird zunächst das Gärungsverfahren in einem Tank mit idealer Durchmischung mit dem Interface Reaktionstechnik modelliert. Im nächsten Schritt wird ein ortsabhängiges detailliertes Tankmodell simuliert, bei dem der Massentransport, die Wärmeübertragung und natürliche Konvektion berücksichtigt wird.

Sie können die Auswirkungen des anfänglichen Zuckergehalts, der Temperatur und des Hefetyps auf das Vergärungsverfahren untersuchen.

Die Anwendung gibt als Ergebnis u. a. den Alkoholgehalt in Volumenprozent (0D) und die Maltosekonzentration (3D) aus. Die Anwendung gibt als Ergebnis u. a. den Alkoholgehalt in Volumenprozent (0D) und die Maltosekonzentration (3D) aus.

Die Anwendung gibt als Ergebnis u. a. den Alkoholgehalt in Volumenprozent (0D) und die Maltosekonzentration (3D) aus.